上海交大 自动控制原理 课件 2-2方块图h.ppt
1,一、方块图基本单元 图模型的一个突出优点是直观、体现结构,是工程上用来分析复杂系统的重要手段。方块图组成的四个基本单元: (a)箭线(表示信号) (b)分支点; (c)汇合点(求和点); (d)方块(表示环节); 工程上作方块图一般是先根据环节画出方快,然后根据环节之间的关联作出箭线,因此方块图化简是方块图的基本运算。,2-3 方块图,2,2-3 方块图,,,,例:电网络,方块图,,3,2-3 方块图,将上图汇总得到:,4,2-3 方块图,二、方块图运算法则 方框图运算的基本法则是等价,即保持传递函数不变。 1、串联运算法则 因为 结论:多个环节串联后总的传递函数等于每个环 节传递函数的乘积。 G(s) = G1(s) G2(s) Gn(s),,,5,2-3 方块图,2、并联运算法则 因为 所以 结论:多个环节并联后的传递函数等于所有并联环节传递函数之和。 G(s) = G1(s) + G2(s) + + Gn(s),,,,6,2-3 方块图,3、反馈运算法则 前向通道和反馈通道传递函数分别为G ( s )、 H ( s ) 结论:具有负反馈结构环节传递函数等于前向通道的传递函数除以1加(若正反馈为减)前向通道与反馈通道传递函数的乘积。,,,,7,,,8,9,2-3 方块图,例 解:利用方块图变换法则,最后得到 注意:方块图的化简方法不是唯一的,应充分地利用各种变换技巧,选择最简捷的路径,以达到省时省力的目的。,10,2-3 方块图,三、系统的传递函数 1、开环传递函数 定义:反馈信号B(s)与偏差信号E(s)之比 结论:开环传递函数等于前向通路传递函数G(s)和 反馈通路传递函数H(s)的乘积。,,11,2-3 方块图,2、闭环传递函数 定义:系统的主反馈回路接通以后,输出量与输入 量之间的传递函数,通常用(s) 3、扰动传递函数 把系统输入量以外的作用信号均称之为扰动信号。,,,,,,,,,12,2-3 方块图,a.设输入量R(s)=0 b.设扰动信号N(s)=0,,,,,13,2-3 方块图,R(s)、 N(s)同时作用时:,14,2-3 方块图,4、误差传递函数 a) 在控制量作用下 误差传递函数: 假设N(s)=0,则 ——称为误差传递函数,,,,15,2-3 方块图,b) 扰动量作用下系统的误差传递函数: c) 在控制量R(s)和扰动量N(s)同时作用时,系统误差:,,16,作业,A2-4 A2-5 B2-1 B2-4 B2-5,